Giải bài tập SGK Sinh 12 Nâng cao Bài 1: Gen, mã di truyền và quá trình nhân đôi ADN

Gen là gì? Gen có cấu trúc như thế nào? Có bao nhiêu loại gen? Cho ví dụ một số loại gen đó. 

Phương pháp giải

• Xem lại Gen, mã di truyền và quá trình nhân đôi ADN
• Gen là một đoạn phân tử ADN mang thông tin mã hóa cho một chuỗi pôlipeptit hay ARN.
• Từ định nghĩa gen ta thấy: Gen có bản chất là ADN, trên một phân tử ADN chứa rất nhiều gen.

Hướng dẫn giải

- Khái niệm về gen: Gen là một đoạn của phân tử ADN mang thông tin mã hóa cho một sản phẩm xác định (sản phẩm đó có thể là chuỗi polipeptit hay ARN).

- Mỗi gen mã hoá prôtêin điển hình gồm 3 vùng trình tự nuclêôtit:

• Vùng khởi đầu nằm ở đầu gen mang tín hiệu khởi động và kiểm soát quá trình phiên mã.
• Vùng mã hoá mang thông tin mã hoá các axit amin.
• Vùng kết thúc nằm ở cuối gen mang tín hiệu kết thúc.

- Gen cấu trúc ở sinh vật nhân sơ có vùng mã hoá liên tục gen không phân mảnh, còn ở phần lớn sinh vật nhân thực, bên cạnh các đoạn exôn mã hoá axit amin còn được xen kẽ các đoạn intrôn không mã hoá axit amin (gen phân mảnh).

- Ngoài ra, gen có nhiều loại tùy vào vai trò của chúng: gen cấu trúc, gen điều hòa, gen nhảy…

• VD: Gen điều khiển tổng hợp insulin, hêmôglôbin…

Nêu các đặc điểm của mã di truyền?

Phương pháp giải

• Xem lại Gen, mã di truyền và quá trình nhân đôi ADN
• Gen là một đoạn phân tử ADN mang thông tin mã hóa cho một chuỗi pôlipeptit hay ARN.
• Từ định nghĩa gen ta thấy: Gen có bản chất là ADN, trên một phân tử ADN chứa rất nhiều gen.

Hướng dẫn giải

• Mã di truyền là mã bộ ba, nghĩa là cứ 3 nuclêôtit đứng kế tiếp nhau quy định một axit amin. Mã di truyền được đọc từ một điểm xác định và liên tục từng bộ ba nuclêôtit không chồng gối lên nhau.
• Mã di truyền có tính đặc hiệu, tức là một bộ ba chỉ mã hoá cho một axit amin.
• Mã di truyền có tính thoái hoá - dư thừa, có nghĩa là có nhiều bộ ba khác nhau có thể cùng mã hoá cho một axit amin.
• Mã di truyền có tính phổ biến, tất cả các loài đều dùng chung một bộ mã di truyền, trừ một vài ngoại lệ.
• Ngoài ra, trong số 64 bộ ba thì có 3 bộ ba không mã hoá axit amin. Ba bộ ba này là UAA, UAG, UGA và được gọi là các bộ ba kết thúc vì nó quy định tín hiệu kết thúc quá trình dịch mã.
• Bộ ba AUG được xem là mã mở đầu với chức năng quy định điểm khởi đầu dịch mã và quy định axit amin mêtiônin (ở sinh vật nhân sơ là foocmin mêtiônin).

Thế nào là nhân đôi ADN theo nguyên tắc bổ sung và bán bảo tồn? Đoạn Okazaki là gì?

Phương pháp giải

• Xem lại Gen, mã di truyền và quá trình nhân đôi ADN
• Gen là một đoạn phân tử ADN mang thông tin mã hóa cho một chuỗi pôlipeptit hay ARN.
• Từ định nghĩa gen ta thấy: Gen có bản chất là ADN, trên một phân tử ADN chứa rất nhiều gen.

Hướng dẫn giải

• Nguyên tắc bổ sung: Khi ADN tự nhân đôi sẽ tách hai mạch ra, mỗi mạch trở thành mạch gốc và các nuclêôtit tự do sẽ liên kết với các nuclêôtit của mạch gốc theo nguyên tắc bổ sung: A liên kết với T = 2 liên kết hiđro, G liên kết với X = 3 liên kết hiđro.
• Nguyên tắc bán bảo tồn: Mỗi phân tử ADN con gồm 1 mạch cũ (mạch gốc từ mẹ) và một mạch mới tổng hợp) → bán bảo tồn.
• Đoạn Okazaki: là đoạn nuclêôtit được tổng hợp theo chiều 5’ → 3’, bổ sung vào mạch gốc của ADN có chiều 3’ → 5’ (ở mạch gốc này thì mạch mới tổng hợp phải tổng hợp từng đoạn nhỏ).

Nêu những điểm giống và khác nhau giữa tự nhân đôi ADN ở sinh vật nhân sơ (E.coli) với tự nhân đôi ADN ở sinh vật nhân thực?

Phương pháp giải

• Xem lại Gen, mã di truyền và quá trình nhân đôi ADN
• Gen là một đoạn phân tử ADN mang thông tin mã hóa cho một chuỗi pôlipeptit hay ARN.
• Từ định nghĩa gen ta thấy: Gen có bản chất là ADN, trên một phân tử ADN chứa rất nhiều gen.

Hướng dẫn giải

- Giống nhau: Nhân đôi ADN ở sinh vật nhân sơ và nhân đôi ADN ở sinh vật nhân thực có cơ chế giống nhau.

• ADN mẹ tách ra hình thành một cấu trúc dạng chữ Y.
• Mạch khuôn có đầu 3’OH thì mạch mới bổ sung được tổng hợp liên tục theo chiều 5’ → 3’
• Mạch khuôn có đầu 5’P thì tổng hợp mạch bổ sung theo từng đoạn Okazaki.
• Hệ enzim xúc tác giống nhau.
• Nhân đôi ADN theo nguyên tắc: bổ sung và bán bảo toàn.

- Khác nhau: 

Hãy chọn phương án trả lời đúng. Sự nhân đôi ADN ở sinh vật nhân thực có sự khác biệt với sự nhân đôi của ADN ở E. coli về:

1. chiều tổng hợp; 2. các enzim tham gia; 3. thành phần tham gia; 4. số lượng các đơn vị nhân đôi; 5. nguyên tắc nhân đôi.

Tổ hợp đúng là:

A. 1, 2.

B. 2, 3.

C. 2,4.

D. 3, 5.  

Phương pháp giải

• Xem lại Gen, mã di truyền và quá trình nhân đôi ADN
• Gen là một đoạn phân tử ADN mang thông tin mã hóa cho một chuỗi pôlipeptit hay ARN.
• Từ định nghĩa gen ta thấy: Gen có bản chất là ADN, trên một phân tử ADN chứa rất nhiều gen.

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Hãy chọn phương án trả lời đúng. Mã di truyền mang tính thoái hoá nghĩa là

A. một bộ ba mã hoá một axit amin.

B. một axit amin có thể được mã hoá bởi hai hay nhiều bộ ba.

C. có một số bộ ba không mã hoá axit amin.

D. có một bộ ba khởi đầu.

Phương pháp giải

• Xem lại Gen, mã di truyền và quá trình nhân đôi ADN
• Gen là một đoạn phân tử ADN mang thông tin mã hóa cho một chuỗi pôlipeptit hay ARN.
• Từ định nghĩa gen ta thấy: Gen có bản chất là ADN, trên một phân tử ADN chứa rất nhiều gen.

Hướng dẫn giải

Đáp án B